摘要： 在3g基站控制板設計中，採用微控制器at89s8252完成了對其他單板資訊的採集、網路配置、裝置執行監控以及與主cpu通訊等功能，說明了低檔器件在高檔裝置中同樣具有應用價值。 關鍵詞：
3g wcdma 基站控制板微控制器 rs485 spi
第三代移動通訊（3g）是乙個複雜而龐大的系統，其採用的晶元大都是高階、昂貴和功能強大的，簡單的微控制器應用在3g系統似乎不可能。事實上，筆者在參與某通訊裝置公司的3g裝置設計時，在某些地方採用了低檔微控制器，用它實現了很多功能。這對於精簡電路、節約成本很有意義。
本文僅介紹微控制器在3g基站控制板中的應用情況。1 系統總體 3g制式之一的wcdma網路系統由基站(nodeb)、無線網路控制器（rnc）和核心網（cn）三部分組成[1]。這三部分之間的連線採用3gpp2規範的標準介面，以實現不同廠商之間產品的對接，而裝置內部的功能實現是自主的。
在nodeb設計中有一塊控制板，主要完成uu介面和iub介面信令處理及node b監控維護。控制板的核心是一塊高檔cpu，另外還有一塊at89s8252微控制器，其硬體總體結構如圖1。
微控制器在控制板中起承上啟下的作用，主要完成以下任務： (1)輪詢輪詢和蒐集rs485匯流排上單板的串列埠串列埠訊息。 (2)與串列埠擴充套件模組pcm9576通訊，將rs485匯流排上的單板資訊**給cpu，同時將cpu命令下發給rs485匯流排上的單板。
(3)負責控制板主備倒換。 (4)配置和監控乙太網。 微控制器部分的設計可根據功能要求分為四個模組：
(1)上電上電初始化模組；(2)串列埠通訊串列埠通訊模組；(3)主備倒換模組；(4)配置乙太網模組。2 上電初始化微控制器的上電初始化主要分為兩部分：一是微控制器自檢；二是與cpu通訊，並上傳初始化資訊。
微控制器自檢主要是檢測相關的外圍器件和微控制器自身檢測等。 與cpu通訊是保證控制板正常工作必不可少的條件。控制板主要由cpu和微控制器完成控制功能。
cpu和微控制器同時上電,微控制器的初始化工作將先於cpu完成。微控制器通過i/o口獲得參與主備競爭的控制板主備狀態和槽位號等初始化資訊，並通過串列埠向cpu傳送，直到得到cpu回應。如在規定的時間內沒有得到cpu響應，微控制器必須發起主備切換。
3 串列埠通訊使用fifo為16b的擴充套件序列晶元st16c2552對微控制器的串列埠進行擴充套件，沒有使用內建串列埠。這樣做的好處是形式統一，利於軟體的統一處理，同時增加了緩衝區。其中乙個串列埠與cpu相連，另乙個串列埠掛在rs485匯流排上，與基帶板、射頻板、背板等型別的單板通訊。
串列埠程式分為輪詢rs485匯流排上單板的模組和與cpu通訊的模組。其中485匯流排模組完成差錯處理、資料接收、資料傳送、流量控制等功能。微控制器與cpu之間主要傳遞主備切換和輪詢單板的資訊。
3.1 與485匯流排的通訊 rs485匯流排上的通訊過程主要由三部分組成：建立鏈路鏈路、鏈路斷開、資料通訊。
採用主從方式傳送，用停等應答機制實現軟體流控。 (1)建立資料連線微控制器向485匯流排上各單板輪詢，分別傳送命令訊息或輪詢訊息，同時建立鏈路。 (2)資料通訊在rs485鏈路上傳送通訊資料報時，首先設定乙個惟一的編號，並且啟動定時器，等待回應。
若在定時器到達之前接收到單板回應，則認為資料傳送成功；否則等時間到後重新傳送此資料。 (3)鏈路斷開對於採用rs485方式的串列埠通訊鏈路，單板在規定時間內傳送完資料後，該邏輯鏈路斷開，控制板繼續輪詢下一單板。3.
2 與cpu子板串列埠通訊微控制器與cpu之間的串列埠通訊採用停等式滑動視窗作為差錯和流量控制手段。 在該鏈路上，cpu和微控制器是對等的，即都能向對方傳送命令，同時也能響應對方的命令。 微控制器每向cpu傳送乙個訊息，微控制器串列埠通訊處理模組便啟動乙個定時器，等待回應資料的到來。
在定時器到達之前，若成功地接收到串列埠傳送的資料，則認為資料傳送成功；沒有接收到回應，則重新傳送這些資料；多次重新傳送資料失敗，則認為鏈路中斷。 微控制器收到cpu的訊息，必須回應cpu。 cpu定期向微控制器傳送鏈路檢測幀，微控制器給出回應，以保證鏈路通暢。
4 主備倒換為了提高控制板的可靠性，模組採取主備形式進行熱備份。控制板上電後進行模組自檢，只有自檢成功的單板才能參與主備競爭。主備競爭結束後，一塊為主板，另一塊為備板；在工作過程中，主機板和備板之間通過乙太網進行主備之間的資料交換，達到熱備份目的。
同時，在主機板出現異常情況時，會自動進行主備切換。 主備控制板之間有主備競爭連線、在位檢測連線、復位對板連線以及故障指示連線。主備控制板上電後首先進行主備競爭，由微控制器上報主備狀態。
在正常執行過程中，各個單板上的微控制器和邏輯電路負責監測本板和對板連線電路的狀態，一旦發生主機板故障立即進行倒換。 控制板內微控制器通過與相應的epld邏輯連線實現單板的主備切換邏輯控制；同時微控制器通過rs232串列埠與pcm9576通訊，完成整個單板的狀態監測。 在下列情況下，控制板產生主備倒換：
(1)當主機板被拔出、掉電和復位時，主機板發生主備倒換。主機板產生乙個外部中斷通知對板上的微控制器，對板微控制器向epld中寫控制暫存器實現主備倒換。把該中斷解釋成主備倒換的訊息，在50ms內通過串列埠告知本板的cpu模組。
(2)當乙太網失控、oam發出切換時，由cpu發出主備切換命令給微控制器，微控制器向epld中寫控制暫存器實現主備倒換。 這部分軟體模組主要實現對外部中斷的響應和與cpu串列埠例程間的協調。 由於串列埠鏈路只建立在cpu子板與微控制器之間，與外界無任何聯絡，主備倒換發生時，不進行任何處理，繼續維持cpu子板與微控制器之間的鏈路。
5 配置乙太網模組控制板中的乙太網分為控制網和業務網交換兩部分。 控制板內部由2片bcm5328構成12口的10/100mbps自適應無阻塞乙太網交換，實現nodeb內部控制網的無阻塞交換。 控制網的路由表採用靜態路由，上電時由控制板內部的pcm9576通過spi口配置。
業務網內部由3片bcm5328構成25口的10/100mbps自適應無阻塞乙太網交換，實現nodeb內部業務網的無阻塞交換。 業務網的路由表採用靜態路由，上電時由內部的pcm9576通過spi口配置。 控制板板內5片bcm5328的路由表設定和狀態監控都通過spi介面完成。
spi口的讀寫時序由微控制器管腳通過spi埠實現。由於bcm5328的spi規定最多只能定址4片bcm5328晶元，所以spi介面連線到epld，通過微控制器另外連線乙個控制腳，控制spi切換到業務網或控制網。微控制器配置乙太網的spi讀流程如圖2。
限於篇幅，不能詳盡所有的實現方法和實驗資料。本系統經過試驗網的測試證明執行穩定，微控制器完全可以實現許多功能。這充分說明了在大系統設計中將高階與低端、昂貴與便宜的cpu相結合，可使它們相互配合共同完成複雜的功能。
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